[发明专利]一种煤层气井场实时监测系统

摘要

本发明属于煤层气钻井技术领域，公开了一种煤层气井场实时监测系统，包括：单片机最小系统电路、太阳能供电电路、抽油机监控单元、井口参数监控单元、井场参数监控单元、井下监控单元、井下管路监控单元、甲烷浓度监控单元及GSM模块；所述单片机最小系统电路的各端口设置供电优先级；所述抽油机监控单元、所述井口参数监控单元、所述井场参数监控单元、所述井下监控单元、所述井下管路监控单元、所述甲烷浓度监控单元的优先级为由低到高排列。本发明提供了一种高效的检测系统。

主权项

1.一种煤层气井场实时监测系统，其特征在于，包括：单片机最小系统电路、太阳能供电电路、抽油机监控单元、井口参数监控单元、井场参数监控单元、井下监控单元、井下管路监控单元、甲烷浓度监控单元及GSM模块；太阳能供电电路与所述单片机最小系统相连，将太阳能转换成电能存储并向所述单片机最小系统供电；所述抽油机监控单元、井口参数监控单元、井场参数监控单元、井下监控单元、井下管路监控单元以及甲烷浓度监控单元分别与所述单片机最小系统电路相连，实时回传监测数据；所述最小系统电路通过所述GSM模块接入GSM网络，与远程终端建立通信连接，将所述监测数据发送给所述远程终端；所述抽油机监控单元包括：电压传感器、电流传感器、温度传感器以及转速传感器；实时采集煤层气井场抽油机的电机电压、电机电流、电机温度以及电机转速回传给所述单片机最小系统电路；所述井口参数监控单元包括：气压传感器以及气体流量传感器；实时采集所述井口压力以及井口流量回传给所述单片机最小系统电路；所述井场参数监控单元包括：井场温度传感器；实时采集井场温度回传给所述单片机最小系统电路；所述井下监控单元包括：液位传感器；实时采集液面高度回传给所述单片机最小系统电路；所述井下管路监控单元包括：位移传感器；实时测量所述抽油机抽油杆的位移回传给所述单片机最小系统电路；甲烷浓度监控单元包括：甲烷浓度传感器；实时监测井下甲烷浓度参数回传给所述单片机最小系统电路；其中，所述单片机最小系统电路的各端口设置供电优先级；所述抽油机监控单元、所述井口参数监控单元、所述井场参数监控单元、所述井下监控单元、所述井下管路监控单元、所述甲烷浓度监控单元的优先级为由低到高排列；所述抽油机监控单元内的各传感器设置二级优先级；所述电压传感器、所述电流传感器、所述温度传感器以及所述转速传感器的二级优先级为由高到低；所述井口参数监控单元内的各传感器设置二级优先级；所述气压传感器以及气体流量传感器的二级优先级为由高到低；所述太阳能供电电路包括：太阳能电池板、充电管理芯片以及储能电池；所述太阳能电池板通过所述充电管理芯片连接所述储能电池，所述储能电池与所述单片机最小系统电路连接；所述充电管理芯片型号采用CN3083‑CU芯片；所述充电管理芯片的第4引脚连接太阳能电池板的正极；所述充电管理芯片的第5引脚用于连接所述储能电池的正极以及所述单片机最小系统的VCC引脚；所述充电管理芯片的第1引脚连接所述储能电池的负极；所述充电管理芯片的第3引脚与所述太阳能电池板的负极连接；所述充电管理芯片的第3引脚还接入所述单片机最小系统的GND引脚；所述的储能电池的额定电压为3.7V；所述单片机最小系统电路采用的单片机选用STC8F2K64S8‑CC；所述电压传感器接入所述单片机的P0.0引脚；所述电流传感器接入所述单片机的P0.1引脚；所述气压传感器接入所述单片机的P0.2引脚；所述气体流量传感器接入所述单片机的P0.3引脚；所述位移传感器接入所述单片机的P0.4引脚；所述温度传感器接入所述单片机的P0.5引脚；所述转速传感器接入所述单片机的P0.6引脚；所述液位传感器接入所述单片机的P0.7引脚；所述甲烷浓度传感器接入所述单片机的P2.6引脚；所述井场温度传感器接入所述单片机的P2.7引脚；所述电压传感器型号为RISYM‑VS；所述电流传感器型号为ACS712‑20A；所述气压传感器型号为CYYZ11‑3Mpa；所述气体流量传感器型号为MF5706/12‑W；所述位移传感器型号为GEFRAN‑F‑S03M；所述电机温度传感器型号为DS18b20‑F；所述转速传感器型号为SZCB‑01‑V；所述液位传感器型号为FMU30‑1020‑5；所述甲烷浓度传感器型号为MQ2‑CJC4；所述井场温度传感器型号为DS18b20‑A；所述GSM模块型号为ATK‑SIM900A‑GSM；所述GSM模块的第1引脚与所述单片机的P3.0引脚相连接，第2引脚与单片机的P3.1引脚相连接，第3和第4引脚分别与电源正极VCC及电源负极GND相连接；所述GSM模块通过第1和第2引脚与所述单片机进行通信，所述储能电池通过所述GSM模块的第3和第4引脚给GSM模块供电。